于人工智能的电力系统集控运行控制方法

于人工智能的电力系统集控运行控制方法

李广

中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局，贵州 贵阳 550000

摘要：传统的电力系统集控运行控制层级单向，从上到下逐级控制，对控制对象的定位不够精准，容易出现控制误差。基于人工智能技术，可以构建多级、双向的控制系统，在不同层次上实现对控制对象的精准定位，从而提高控制精度和响应速度。在复杂的电力系统运行环境下，通过运用人工智能预测和优化技术，可以对未来的系统状态和负荷变化进行实时预测，并基于此进行能源调度和控制优化。这种方法能够有效提高系统的稳定性和负荷均衡能力。人工智能电力系统集控运行控制测试组通过对传统单向控制层级的优化、控制策略的智能化和自适应、以及预测与优化的融合等方法，成功实现了动态控制响应速度相对较快，在1．5s以下。人工智能电力系统集控运行控制方法具有实际的应用价值，可以有效提高控制精度、响应速度和适应性，为电力系统的安全稳定运行提供了有力的保障。

关键词：人工智能；电力系统；集控运行；控制方法

1.引言

近年来，我国不断加大对清洁能源的投资，同时加快燃煤发电厂的退出，导致电力发电能力快速增长。我国电力市场化改革逐步深化，自由竞争力度逐步加大，电力市场化程度得到提升。由于经济发展和人口增长，电力需求逐年增加，而传统的电网系统运行模式无法满足这种增长需求，容易导致电力系统崩溃。随着电力设备的老化，设备的损坏率和维护频率也随之增长。同时，在电力设备生产过程中，可能存在质量不过关的情况，进一步影响了设备的使用寿命，导致设备的故障率增加。电力系统的控制策略不完善，如电力负荷控制策略、供电保障策略等，容易使电力系统超载，导致运行控制形式难以保证电力供应的正常运行，进而造成电力系统的崩溃。传统的系统集控运行控制方式对于电力信息化的要求较低。但是，随着电力智能化和信息化技术的迅速发展，需要相应的信息化系统和技术来支持电力系统的运行，同时也需要培养有相关技术和管理经验的人才来稳定电力系统。为了缓解电力系统崩溃的问题，可以通过完善电力系统的控制策略、强化设备的维护和管理，提高电力信息化水平以及降低电力需求等方式来进行改善。此外，可以借助新技术，如人工智能、大数据、物联网等，来提高电力系统的智能化、可控性和安全性。

2构建电力系统人工智能集控运行控制方法

2.1集控运行控制基础指标设定

构建电力系统人工智能集控运行控制方法需要设定一系列的基础指标。这些指标应该基于电力系统的运行特点和需求，指导集控运行控制系统的行为和决策，实现电力系统运行的高效、稳定和安全。会涉及到电力系统的负荷预测、负荷控制和负荷限制等，可以通过各种模型、算法和数据分析方法来实现。备用电量是指电力系统中预留的电力资源，以备不时之需。对于备用电量的分配，需要根据不同情况制定不同策略，如发电机组启动策略、换能策略等。在电力系统运行过程中，电网电压稳定性是至关重要的基础指标之一。为了保证电力系统的稳定运行，需要进行电压控制，如电压调节器、电容器等。

2.2设计机器学习阶梯控制层级

传统的电力系统控制结构一般设定为单层级，即通过模型预测和控制器直接控制电力系统，这种单层级的结构具有局限性。为了进一步扩展控制范围和提高控制效果，可以考虑引入机器学习技术，设计机器学习阶梯控制层级。基础控制层级它使用传统的电力控制器，负责实现基本的控制功能，如电压和频率控制。机器学习控制层级通过监控电力系统运行状态，学习系统的动态模型和特性，并逐步调整控制算法来优化控制效果。该层级可以采用各种机器学习算法，如神经网络、支持向量机等。智能控制层级通过对电力系统的大数据进行分析和学习，利用深度学习算法等技术，实现对电力系统的自动控制和优化调度，以达到结果最优化的目的。机器学习阶梯控制层级可以不断地学习和优化控制策略，适应电力系统不同的运行状态和控制任务，提高电力系统的运行效率和控制精度。此外，机器学习阶梯控制层级还可以进行故障诊断和性能预测，提前发现系统隐患并作出相应的处理和调整，从而保障电力系统的安全稳定运行。

2.3交互控制节点部署

在构建控制网之前，需要定义一个定向的初始控制指令，该指令将控制网的初始节点设定在相应的点位上。这个定义的指令就是确定控制网的出发点和目标点，以此为基础来实现控制目标的实现。在基础数据信息采集层级、过渡控制层级以及关联控制层级之中，需要设定对应的控制单元目标。这个目标是为了实现各个模块控制的目的，通过控制单元目标的设置，可以实现对电力网络的各个模块进行有效的管理和调整。

2.4人工智能电力系统集控运行控制模型设计

通过利用人工智能技术，可以设计出高效、精准的电力系统集控运行控制模型。人工智能技术需要大量的数据支持，因此需要在电力系统内部设立相应的数据采集点，将电力系统内的数据进行采集。采集得到的数据需要进行分类、筛选、清洗等预处理工作，以确保数据的准确性和可靠性。电力系统的控制需要根据实际情况进行相应的决策，智能决策算法可以对大量的数据进行深入分析和处理，以此作为判断的依据，从而实现快速、准确的决策。在决策的基础上，需要将智能决策算法转化成实际的控制模型。在控制模型的设计中，需要兼顾控制效果和控制成本。该模型需要充分考虑电力系统内部各个模块的关系和互动，以此设计出相应的控制策略。在设计出完整的控制模型后，需要进行实施和测试，对模型的有效性和稳定性进行验证。指令识别阶段需要0.52秒进行标定，极限耗时为0.66秒。定向控制阶段需要0.91秒进行标定，极限耗时为0.12秒。分化调整阶段需要0.25秒进行标定，极限耗时为0.29秒。重置执行阶段需要0.31秒进行标定，极限耗时为0.45秒。这些数据描述了不同阶段的运行时间和极限时间，可以帮助人们更好地理解系统的性能和特点，并进行优化和改进。在测试的过程中，需要充分考虑不同情况下的控制效果和控制精度。不同模型在应用过程中，会面临各种挑战和问题，需要不断地进行模型优化与升级，以保证模型的有效性和可靠性。

2.5容错处理实现集控运行控制

容错处理是在集控运行控制中实现高可靠性的一种技术。容错处理实现集控运行控制的主要思想是在系统设计和实现中考虑到可能出现的故障和错误，并采取相应的措施以最大程度地避免系统崩溃或数据丢失。容错处理技术可以通过多个控制节点的冗余实现，也可以通过备份存储和数据校验等方式来实现。在集控运行控制系统中，容错处理可以使系统在单个节点或部件出现故障时依然能够保持正常运行，从而保障系统的可靠性和稳定性。容错处理还可以实现故障自动切换、故障监测和报警等功能，从而能够及时发现和处理问题，提高集控运行控制系统的效率和安全性。

2.6人工智能在变电站中的运用

变电站在建设的过程中融入了人工智能技术，可以有效提高智能变电站的运行效果，使得智能变电站的功能更加完善，根据实际情况来看，智能变电站有着较多的功能，具体包括节能功能、自动控制与管理功能等等。与传统变电站相比较，智能变电站与其有着非常大的差异性，且从功能性、运行效果等方面来看，智能变电站都有着较大的优势，智能变电站主要是对传统变电站进行有效的革新，通过各种技术的应用，使得智能变电站在实际运行的过程中能够自动的采集各种数据信息，并根据具体情况下达指令，如果系统在运行的过程中出现风险问题，智能变电站可以立刻对其进行有效保护，将风险问题与系统相互隔绝开来，以此防止风险问题对系统运行产生的影响，促使电力系统稳定运行，提高电力供应效率。此外，通过信息技术在智能变电站中的应用，可以加快数据信息传输效率，提高系统运行的效率，与此同时，借助智能变电站所具备的节能功能，能够提高智能变电站运行模式的科学性、有效性，使得变电站运维成本有效降低，从而推动我国电力工程领域的发展。

2.7科学构建智能电网信息化服务平台

对城市网点以及变电站进行建设过程中，需要主动运用前期智能信息服务平台建设的相关技术，并且要对目前这项平台进行系统改造，使其能够跟目前电力开发需求相符。对智能电网信息服务平台进行建设的意义非常重大，并且影响深远，能够在很大范围内搜索各项电力信息，同时还能对这些信息进行系统整合和优化，能够更好为城市电网配电网的规划以及合理建设提供优化条件。这种平台进行建设过程中，能够全面将各城市范围内的变电站和网点有效整合起来，让很大程度上能够对特定地理区域内的电力信息进行动态实时监督和控制。

结语

借助人工智能技术，可以设计出高效、精准的电力系统集控运行控制模型，实现对电力系统的全面控制和管理。人工智能技术的应用可以实现对电力系统各层级、执行目标的更加精准的控制，避免集控运行控制中存在的误差，建立协同发展的智能化控制形式，从而进一步提高电力系统的安全性和可靠性。总之，人工智能技术在集控运行控制中的应用可以帮助电力系统做出更加准确、可靠、高效的决策，从而实现电力系统的智能化控制，提高电力系统的安全性和可靠性。

参考文献

[1]苏南．数字赋能新型电力系统运行控制技术创新[N]．中国能源报，2022－09－05(19)．

[2]李相俊．新型电力系统下的储能规划与运行控制技术[J]．供用电，2022，39(7)：1．

[3]黎楚越．电力系统自动化中智能技术的应用[J]．电子元器件与信息技术，2022，6(5)：122－125．

[4]丁刚．PID控制技术在电力系统运行中的应用[J]．自动化应用，2022(4)：120－123．

[5]齐亮，王越．考虑运行可靠性的电力系统辅助调频控制[J]．电力系统自动化，2022，46(8)：86－94．